Trasportare energia solare è come uscire da un labirinto
Con un mix di fisica quantistica e classica
21 giugno, 19:22Trasportare l'energia solare o le informazioni è un po' come cercare di trovare la strada giusta e più rapida in un labirinto. Una soluzione per farlo in modo più efficiente l'hanno trovata i ricercatori italiani guidati da Filippo Caruso, dell'università di Firenze, combinando la fisica classica con quella quantistica, e ispirandosi alla cosiddetta biologia quantistica. Il risultato, descritto sulla rivista Nature Communications, può avere implicazioni anche sulle tecniche di diagnosi per immagini per la medicina.
''Il problema di uscire dal labirinto, che un po' è anche quello di risolvere un problema scegliendo tra più cammini a disposizione, ha affascinato fin dall'antichità", ha detto Caruso. "Noi - ha aggiunto - ci siamo ispirati alla biologia quantistica, scoperta pochi anni fa''. Si è visto infatti che fenomeni naturali come l'orientamento degli uccelli su tratte lunghe, l'olfatto o la fotosintesi sfruttano la fisica quantistica di elettroni e fotoni, che però, rileva il ricercatore, ''da sola non basta. Abbiamo visto infatti che è fondamentale anche il rumore, cioè fenomeni di imperfezione e disturbo.
Anzichè considerarlo un ostacolo da eliminare, abbiamo usato il rumore a nostro vantaggio. Grazie ad esso, infatti, la fotosintesi raggiunge un'efficienza del 100%''. Nella prima parte dello studio, puramente teorica, Caruso ha verificato che unendo i benefici della fisica classica e quantistica nel labirinto, si aveva un'efficienza un milione di volte maggiore. ''La fisica quantistica, infatti, permette al 'camminatore' del labirinto di esplorare tutti i percorsi contemporaneamente. Il rumore invece aiuta a scegliere il cammino ottimale per uscire in fretta''.
I ricercatori dell'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del Consiglio nazionale delle Ricerche (Cnr) di Milano e dell'università Sapienza di Roma hanno poi confermato la teoria sperimentalmente, in un labirinto disegnato con fibre ottiche in un blocco di vetro.